Question

原子半径变化规律是什么?

我明白副族元素是因为电子屏蔽而导致先小后大。但是我没明白为什么镓比铝要小。谁能解释下?高中化学的就别来混分了，百度挺好的地方，别老到处跟网管是的啥问题都是重起，啥问题都来放个没有用的屁，能不能让百度知道有点技术含量?
镓比铝小是一定的。这个不必讨论。
答案六提到的4s 3d那个东西，希望能给更加逻辑的解释。而且我在网站上面也找不到。其他的废话就不要往上面贴了。其它的答案说了都是跟没说一样。
希望答案六能给予更加清晰的解释。谢谢。

Answer 1

对不起，我要纠正你镓比铝小的说法。这里有权威的数据，即按照传统方法测量的原子半径铝是125pm，镓是130pm(参考： J.C. Slater, 《化学物理期刊》（J. Chem. Phys） 1964, 41, 3199);而通过计算得到的原子半径铝是118pm,镓是136pm(参考： E. Clementi, D.L.Raimondi, 和 W.P. Reinhardt, 《化学物理期刊》（J. Chem. Phys） 1963, 38, 2686). 都并没有像你说的那样“镓比铝要小”。

所以原子半径的变化还是有规律可循的，那就是影响原子半径的主要三个因素可以总结如下：

因素 原理 随……而增加 倾向 效果
电子层 量子力学 － 原子半径↑ 同一族的原子半径从向上而下增加
核电荷 原子核质子对电荷的吸引力 原子序数 原子半径↓ 同一周期的原子半径从向左而右减少
遮蔽效应 内层电荷对外层电荷的排斥力 电子层数目 原子半径↑ 减弱第二个因素

再补充一些：
影响原子半径的因素有三个：一是核电荷数，核电荷数越多其核对核外电子的引力越大（使电子向核收缩）则原子半径越小；二是核外电子数，因电子运动要占据一定的空间则电子数越多原子半径越大；三是电子层数（电子的分层排布与离核远近空间大小以及电子云之间的相互排斥有关），电子层越多原子半径越大。

原子半径大小由上述一对矛盾因素决定。核电荷增加使原子半径缩小，而电子数增加和电子层数增加使原子半径增加。当这对矛盾因素相互作用达到平衡时，原子就具有了一定的半径。

我们只要比较上述这对矛盾因素相互作用的相当大小就不难理解

不同原子半径大小的变化规律。

一． 同周期原子半径大小规律。

例如，比较钠和镁的半径大小。

从钠到镁核电荷增加1个，其核对核外每一个电子都增加一定的作用力，原子趋向缩小，而核外电子也增加一个电子，因电子运动要占据一定空间而使原子半径趋向增加。实验证明，钠的原子半径大于镁，这说明增加的核电荷对原子半径的缩小作用＞增加的电子对原子半径的增大作用。因此，同周期元素的原子从左到右逐渐减小，右端惰性原子半径应该最小。

二． 相邻周期元素原子半径大小比较。

实验结果钾原子半径＞钠原子半径，这说明从钠到钾，增加的八个电子和增加的一个电子层对原子半径的增大作用＞增加的八个核电荷对原子半径的缩小作用。所以，同主族元素的原子半径从上到下逐渐增加。氖到钠核电荷增加1个，核外电子和电子层均增加一个 ，由此推断，钠的半径＞氖的半径，即：增加的一个电子和一个电子层对原子半径的增加作用＞增加的一个核电荷对原子半径的缩小作用。值得注意的是，并不是电子层多的原子半径就一定大，如：锂原子半径＞铝原子半径。这是因为当核电荷增加到大于八以后，其核对半径的缩小作用越来越强已经超过了增加一个电子层对半径的增加作用。

三． 某原子及其阴离子或阳离子半径大小比较。

例如，氯原子和氯离子半径大小比较。

两者核电荷相同而氯离子多一个电子，这一电子运动要占据一定的空间，所以氯离子半径＞氯原子半径。

原子及其阳离子半径正好与上述相反。例如：钠离子半径＜钠原子半径。

四． 电子层结构相同而核电荷不同的粒子半径大小比较。

例如，钠离子，镁离子，氧离子，氟离子半径大小比较。

因其核外电子层结构相同，显然核电荷越多核对核外电子引力越大则粒子半径越小。所以其粒子半径大小是：镁离子＜钠离子＜氟离子＜氧离子。

Answer 2

对不起，我要纠正你镓比铝小的说法。这里有权威的数据，即按照传统方法测量的原子半径铝是125pm，镓是130pm(参考： J.C. Slater, 《化学物理期刊》（J. Chem. Phys） 1964, 41, 3199);而通过计算得到的原子半径铝是118pm,镓是136pm(参考： E. Clementi, D.L.Raimondi, 和 W.P. Reinhardt, 《化学物理期刊》（J. Chem. Phys） 1963, 38, 2686). 都并没有像你说的那样“镓比铝要小”。

所以原子半径的变化还是有规律可循的，那就是影响原子半径的主要三个因素可以总结如下：

因素 原理 随……而增加 倾向 效果
电子层 量子力学 － 原子半径↑ 同一族的原子半径从向上而下增加
核电荷 原子核质子对电荷的吸引力 原子序数 原子半径↓ 同一周期的原子半径从向左而右减少
遮蔽效应 内层电荷对外层电荷的排斥力 电子层数目 原子半径↑ 减弱第二个因素

再补充一些：
影响原子半径的因素有三个：一是核电荷数，核电荷数越多其核对核外电子的引力越大（使电子向核收缩）则原子半径越小；二是核外电子数，因电子运动要占据一定的空间则电子数越多原子半径越大；三是电子层数（电子的分层排布与离核远近空间大小以及电子云之间的相互排斥有关），电子层越多原子半径越大。

原子半径大小由上述一对矛盾因素决定。核电荷增加使原子半径缩小，而电子数增加和电子层数增加使原子半径增加。当这对矛盾因素相互作用达到平衡时，原子就具有了一定的半径。

我们只要比较上述这对矛盾因素相互作用的相当大小就不难理解

不同原子半径大小的变化规律。

一． 同周期原子半径大小规律。

例如，比较钠和镁的半径大小。

从钠到镁核电荷增加1个，其核对核外每一个电子都增加一定的作用力，原子趋向缩小，而核外电子也增加一个电子，因电子运动要占据一定空间而使原子半径趋向增加。实验证明，钠的原子半径大于镁，这说明增加的核电荷对原子半径的缩小作用＞增加的电子对原子半径的增大作用。因此，同周期元素的原子从左到右逐渐减小，右端惰性原子半径应该最小。

二． 相邻周期元素原子半径大小比较。

实验结果钾原子半径＞钠原子半径，这说明从钠到钾，增加的八个电子和增加的一个电子层对原子半径的增大作用＞增加的八个核电荷对原子半径的缩小作用。所以，同主族元素的原子半径从上到下逐渐增加。氖到钠核电荷增加1个，核外电子和电子层均增加一个 ，由此推断，钠的半径＞氖的半径，即：增加的一个电子和一个电子层对原子半径的增加作用＞增加的一个核电荷对原子半径的缩小作用。值得注意的是，并不是电子层多的原子半径就一定大，如：锂原子半径＞铝原子半径。这是因为当核电荷增加到大于八以后，其核对半径的缩小作用越来越强已经超过了增加一个电子层对半径的增加作用。

三． 某原子及其阴离子或阳离子半径大小比较。

例如，氯原子和氯离子半径大小比较。

两者核电荷相同而氯离子多一个电子，这一电子运动要占据一定的空间，所以氯离子半径＞氯原子半径。

原子及其阳离子半径正好与上述相反。例如：钠离子半径＜钠原子半径。

四． 电子层结构相同而核电荷不同的粒子半径大小比较。

例如，钠离子，镁离子，氧离子，氟离子半径大小比较。

因其核外电子层结构相同，显然核电荷越多核对核外电子引力越大则粒子半径越小。所以其粒子半径大小是：镁离子＜钠离子＜氟离子＜氧离子。

Answer 3

建议您到http://www.huaxue123.com/Article/Class2/Class20/Class80/200307/164.html上浏览一下，那个文件复制不了。

原子半径
测量原子的半径

生活中的圆球物体有固定的半径，而原子却没有。我们只能测量相互接触着的原子，得到它们原子核之间的距离，再将这个距离除以2来得到原子的半径。

d
直径

radius=d/2
半径=直径/2

正如你从图中看到的那样，同一原子可以有不同的半径(取决于所处的环境)。

图的左边是成键后的原子，两个原子相互重叠，因此测量出的半径会比它们仅接触对方，而没有相互重叠时的半径小。金属结构中或共价键中原子的半径就属于这类半径。我们将金属结构中或共价键中原子的半径称为金属半径 或共价半径。

图的右边是仅接触着而没有重叠的原子。原子间存在的吸引力为范德华力，范德华力是比共价键或金属键弱得多的相互作用力，我们将这类原子半径称为范德华半径 。

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注意: 如果你希望了解上边这些不同的 成键类型 ，请点击本链接(将把你带往相应的成键目录)。

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元素周期表中原子半径的规律
虽然原子半径的确切数值与原子半径的类型有关，但这并不影响我们所发现的原子半径变化规律。

下面图示中的金属元素使用的是金属半径的数据，能形成共价键的元素使用的是共价半径的数据，不成键的元素(惰性气体)使用的是范德华半径的数据。

第2和第3周期的原子半径变化规律

族内元素的原子半径变化规律

随着族内元素原子序数的增大，原子半径也越来越大越大。造成这一现象的原因很明显——原子的电子层数(能级)不断增加。

周期内元素的原子半径变化规律

你不得不忽略掉周期末端的惰性气体。这是由于氖(Ne)、氩(Ar)等惰性气体不会成键，因此它们只有范德华半径——这种原子半径原子间几乎没有重叠。其余种类原子半径的原子在吸引力的作用下相互重叠，大大减小了其半径的数值。因此，在这里，惰性气体的原子半径与其它元素的原子半径间不具可比性。

将惰性气体排除在外，周期内元素的原子半径随原子序数的增加而减小。

金属半径或共价半径是原子核到成键电子之间的距离。(你可以翻回到本页第一幅图，观察第一幅图的左边，并想象成键电子位于两个原子核连线的中点。)

从锂(Li)到氟(F)的外层电子都位于第2能级，由1s2 电子屏蔽。随着周期内原子序数(质子数)的增加，原子核对电子的吸引能力越来越强，同时，元素的屏蔽电子数量却没有发生改变。

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注意: 你可能会奇怪硼(B)到氟(F)的元素为什么不被 2s2 电子屏蔽(它们的成键有p轨域的电子参与)。

在从硼到氟的所有元素的成键过程中，它们所拥有的2s和2p轨域会重新组合(杂化)成为能量相等的新轨域。当成键完成后，原子内原先的 2s轨域便不复存在 了。

如果你不知道什么是杂化，忽略掉这一评注就行了——根据萄Т蟾俚囊�?/span>，你并不需要掌握它。

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同样的道理，在钠元素(Na)到氯元素(Cl)的那一周期中，随着原子序数(质子数)的增加，原子核与第3能级成键电子之间的距离越来越小(原子半径越来越小)，这一周期所有元素的外层能级电子受到相同数量的电子屏蔽(第1能级和第2能级的全部电子)。

过渡元素的原子半径规律

虽然过渡元素序列头几个元素的原子半径经历了轻微的收缩，但总体上看，过渡元素的原子半径变化不大。

它们的半径取决于原子核与4s电子(外层能级电子)之间的距离。随着原子序数的增加，原子核质子数量增长所带来的额外吸引力与同时增长的3d电子数量所带来的额外屏蔽电子相互抵销，因此，过渡元素的原子半径没有大的变化。

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注意: 令人郁闷的， 一旦电子填入4s轨域， 4s轨域的能量就会高于3d轨域——这与电子填入4s轨域之前的3d轨域的能量高于4s轨域刚好相反。这意味着，比起3d轨域，4s轨域位于原子的更外部，因此4s轨域的电子决定了原子的半径。同时，由于3d轨域比4s轨域离原子核更近一些，对4s轨域电子来说，3d轨域电子屏蔽了部分原子核的吸引力。

更多相关信息，请点击 离子的电子排布 。

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离子的半径

同一元素的离子与原子间的半径是不同的。分别比较钠离子与钠原子、氯离子与氯原子之间的半径。

正离子

同一元素的正离子比原子的小。钠(Na)的电子排列为2,8,1； 钠离子(Na+ )的电子排列为2,8 。Na+失掉了整一个能级的电子，另外，由于Na+带有正电荷，Na+剩下的10个电子将离原子核更近。

负离子

同一元素的负离子比原子的大。 氯(Cl)的电子排列为2,8,7；氯离子(Cl- )的电子排列为2,8,8 。尽管两者的外层电子都位于第3能级， 但外来电子带来的额外排斥作用将导致半径的扩张——氯离子的原子核仍旧只有17个质子，而它吸引着的电子却有18个。

Answer 4

我们现在查到的数据是，Al为1.82，Ga为1.81，确实Ga的原子半径似乎比Al要小。

我想这说明，并不是电子层数越多，半径越大的，还需要考虑其它因素。

既然你是大学，就应该知道中学从来不提的镧系收缩，它的解释是镧系所在的第六周期与第五周期的元素相比，会出现一些反常，如惰性电子对效应等等，都是因为经过了镧系的15个元素，导致核电荷数增大的幅度较大，即有效核电荷数增大。

这样，你是否注意到Ga是经过了第四周期的过渡元素，所以也使得它的有效核电荷数增大较多。实际上周期表中存在规律，也存在所谓的反常，如第四周期元素Se和Br的最高价的氧化性都强于上一周期的S和Cl，第六周期普遍存在的惰性电子对效应使得Tl、Pb、Bi的最高价都具有强氧化性，它们的反常都表现为突然经过了一断多个元素。

而且，Ga不光原子半径和Al几乎相当，甚至它的第一电离能比Al还略大，也是这个道理。

Answer 5

这里给你提供一个不用死记的方法：电子层数不同时自然是电子层数越多半径越大，就像原子核外面包的东西越厚半径越大一样。电子层数相同时就看核电荷数，核电荷数越多的话对核外电子引力越大，就把电子向里面拉扯得越进，半径自然越小啦。欢迎设最佳…